关于#硬件工程#的问题：红外对射如何满足双方都可以检测到遮挡

Question

目前在做的项目中用到了红外对射检测，只需要检测到对向设备发送的红外信号是否中断，对具体信号信息无要求，距离要求30m。需要双向都可以检测到是否有遮挡，做了个测试是在同一块板上焊接发射管和一体接收头，测试结果是距离要求可以满足，较远距离遮挡也可以检测到信号中断，但是近距离遮挡的时候会出现自己发出的信号被反射回来自己接收到的情况，判断不出被遮挡，这种情况下应该如何解决该问题？设想了一种方案，就是将载波频率岔开，不知道能否解决接收自己发出信号的问题，希望可以给出指点。

Answer 1

下午好🌅🌅🌅
本答案参考通义千问

对于您提到的红外对射检测系统中遇到的自干扰问题（即近距离遮挡时，发射的红外信号被反射回来被自身接收到），确实可以通过改变载波频率的方法来解决。下面是一些可能的解决方案：

1. 使用不同的载波频率：

   • 为每个方向的红外信号使用不同的载波频率。
   • 这样可以确保一个方向上的接收器不会接收到另一个方向的信号。

2. 时间分割多路复用 (TDM)：

   • 在不同时间段交替发射红外信号。
   • 例如，A方向发射信号的时间段为1-5ms，B方向发射信号的时间段为6-10ms。
   • 每个方向的接收器只在对应的时间段内开启以接收信号。

3. 空间分割方法：

   • 通过调整发射器和接收器的角度或位置，减少反射光的干扰。
   • 确保发射器和接收器之间没有直接视线路径的反射物。

4. 使用更复杂的信号处理技术：

   • 实施更高级的信号处理算法，如自适应滤波器。
   • 自适应滤波器能够识别并抑制来自特定方向的已知干扰信号。

下面是基于载波频率差异的一个简单示例代码，用于说明如何实现第一个方案：

#include <Arduino.h>

#define TX_PIN 9
#define RX_PIN 10

// 载波频率
const int frequencyA = 38000; // A方向的频率
const int frequencyB = 40000; // B方向的频率

void setup() {
  pinMode(TX_PIN, OUTPUT);
  pinMode(RX_PIN, INPUT);
}

void loop() {
  // 发送A方向信号
  sendSignal(frequencyA);
  
  // 接收A方向信号
  bool isBlockedA = receiveSignal(frequencyA);

  // 发送B方向信号
  sendSignal(frequencyB);
  
  // 接收B方向信号
  bool isBlockedB = receiveSignal(frequencyB);

  if (isBlockedA || isBlockedB) {
    // 如果任一方向信号被阻挡，则执行相应操作
    Serial.println("Detection: Blocked!");
  } else {
    Serial.println("No block detected.");
  }

  delay(1000); // 延迟一段时间再重新检测
}

void sendSignal(int frequency) {
  // 发送指定频率的红外信号
  tone(TX_PIN, frequency, 100); // 持续100毫秒
}

bool receiveSignal(int frequency) {
  // 检测指定频率的红外信号是否被阻挡
  // 使用带通滤波器或其他方法过滤特定频率
  return digitalRead(RX_PIN) == LOW;
}

这个示例展示了如何在两个方向上使用不同的载波频率进行通信，并在主循环中分别发送和接收信号。通过这种方法，您可以避免近距离遮挡导致的自干扰问题。